KR101052484B1

KR101052484B1 - Breast Cancer Diagnosis Apparatus and Method

Info

Publication number: KR101052484B1
Application number: KR1020080117916A
Authority: KR
Inventors: 손성호; 김혁제; 이종문; 전순익
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2011-07-29
Also published as: KR20100059222A

Abstract

본 발명은 유방암 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 마이크로웨이브 이미징(microwave imaging)을 이용하여 유방암을 진단하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing breast cancer, and more particularly, to an apparatus and method for diagnosing breast cancer using microwave imaging.

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 유방을 삽입할 수 있는 탱크를 구비한 유방암 진단 장치로서, 탱크의 지면 위에 위치하고 탱크 내로 삽입된 유방 주변을 따라 이동가능하고 전자파의 방사가 가능한 송신 안테나와, 탱크의 지면 위에 위치하고 탱크 내로 삽입된 유방 주변을 따라 이동가능하고 전자파의 수신이 가능한 수신 안테나와, 송신 안테나와 수신 안테나를 탱크 내로 삽입된 유방 주변을 따라 이동시키는 구동부와, 송신 안테나와 수신 안테나를 이동시키기 위한 제어 신호를 구동부로 제공하고 수신 안테나에서 수신된 전자파의 진폭 및 위상 정보를 처리하는 처리부를 포함한다.An apparatus according to an embodiment of the present invention is a breast cancer diagnostic apparatus having a tank into which a breast can be inserted, comprising: a transmitting antenna capable of radiating electromagnetic waves and moving along a periphery of a breast positioned on the ground of the tank and inserted into the tank; A receiving antenna which is located on the ground of the tank and is movable around the breast inserted into the tank and capable of receiving electromagnetic waves, a drive unit for moving the transmitting antenna and the receiving antenna along the breast inserted into the tank, and a transmitting antenna and the receiving antenna And a processor configured to provide a control signal for moving to a driver and to process amplitude and phase information of an electromagnetic wave received by the reception antenna.

유방암, 진단 장치, 마이크로파(microwave), 토모그램(tomogram) Breast cancer, diagnostic devices, microwaves, tomograms

Description

Breast cancer diagnosis apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING BREAST CANCER}

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[2007-F-043-02, 전자파 기반 진단 및 방호 기술 연구].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy and ICT [2007-F-043-02, Electromagnetic wave based diagnosis and protection technology research].

일반적으로, 유방암은 유방에 발생하는 선암(腺癌 : adenocarcinoma)으로 여성의 가장 흔한 암의 한 종이며, 이에 대한 진단 및 치료에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 유방암의 정확한 원인은 아직 규명되지 않았지만, 지방질 또는 육류가 많은 서구식 음식물을 섭취하는 사람에게서 주로 발생되고 있으며, 연령별로는 35세 이후 특히 50세 이상의 여성에서 발생률이 높다고 알려져 있다. 또한, 조기에 초경을 경험하였거나, 임신하지 못한 여성이나 독신녀, 30세 이후에 첫 아기를 출산한 여성 혹은 모유로 양육하지 않은 여성에게 발생 빈도가 높은 것으로 알려져 있다. 특히, 가까운 친척이 유방암을 앓은 경우에도 발생 위험률이 증가하는 것으로 알려져 있다.In general, breast cancer is adenocarcinoma of the breast (腺癌: adenocarcinoma) is one of the most common cancers of women, and many studies have been conducted on the diagnosis and treatment thereof. Although the exact cause of breast cancer has not yet been identified, it is mainly occurring in people who consume western foods rich in fat or meat, and it is known that the incidence rate is high in women after age 35, especially women over 50 years. In addition, it is known that the incidence is high in women who have experienced early menarche, women who are not pregnant, single women, women who give birth to their first baby after 30 years, or women who do not breastfeed. In particular, it is known that the risk of development increases even when a close relative has breast cancer.

이와 같이 유방암은 여성의 사망률을 높이는 주요 원인일 뿐만 아니라 유방암의 늦은 발견으로 인해 유방의 절단 등으로 인한 장애, 심리적 충격이 발생하며, 유방암에 발병한 다수의 여성은 직접적인 혹은 간접적인 합병증으로 인해 결국 사망에 이르게 되는 경우도 발생된다. 따라서, 유방암에 걸리지 않도록 예방에 최선을 다해야 할 뿐만 아니라 조기에 발견할 수 있도록 주기적인 진단이 필요하다. 특히, 유방암은 조기 진단이 비교적 용이하여 발병 초기에 검출할 확률이 높고, 다른 악성 종양에 비하여 치료될 확률이 높다.Likewise, breast cancer is not only a major cause of mortality in women, but also late detection of breast cancer causes disorders and psychological shocks due to cutting of the breast, and many women who develop breast cancer eventually suffer from direct or indirect complications. It can also lead to death. Therefore, not only should we do our best to prevent breast cancer, but we also need periodic diagnosis to detect it early. In particular, breast cancer is relatively easy to diagnose early, so it is more likely to be detected early onset and more likely to be treated than other malignancies.

현재, 가장 일반적으로 사용되는 유방암의 조기 진단 방법은 기계적인 검사를 통하여 유방에 존재하는 이질적인 조직을 검출하는 것인데, 이러한 기계적인 검사 방법은 검사 과정이 비교적 간단하다는 장점에도 불구하고, 진단 성공률이 극히 희박하여 조직 검사와 같은 2차적인 진단 방법과 병행하여 수행되고 있다. 따라서, 보다 정확한 기계적인 검사를 통하여 유방암을 진단하기 위한 방안이 필요하다.Currently, the most commonly used early diagnosis of breast cancer is the detection of heterogeneous tissues present in the breast through mechanical examination. Despite the advantage that the examination process is relatively simple, the success rate of diagnosis is extremely low. It is rarely performed in parallel with secondary diagnostic methods such as biopsy. Therefore, there is a need for a method for diagnosing breast cancer through more accurate mechanical examination.

한편, 현재 유방암을 진단하는 방안으로 원적외선, 엑스레이(X-Ray), 초음파를 이용한 진단 방안이 일반적으로 사용되고 있다. 그런데, 상기 원적외선을 이용한 유방암 진단 방안은, 신체 조직 내부의 온도를 측정하여 온도차에 따라 일반 조직과 암 조직을 판별하여 진단하며, 이는 유방암 진단의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 그리고, 상기 엑스레이(X-Ray)를 이용한 유방암 진단 방안은, 인체에 방사선을 투과시켜 암 조직을 판별하여 진단한다. 따라서 방사선을 이용하는 방법은 인체에 유해하며, 특히 방사선을 인체에 투과시킬 경우 약한 방사선은 인체에 지속적으로 잔류하는 문제점이 있다. 상기 초음파를 이용한 영상 진단 방안은, 초음파를 이용하여 암 조직을 판별함으로 선명도가 떨어져 유방암 진단의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.Meanwhile, as a method for diagnosing breast cancer, a diagnosis method using far infrared rays, X-rays, and ultrasound is generally used. However, the method for diagnosing breast cancer using far-infrared rays is determined by measuring the temperature inside the body tissue and determining and diagnosing general tissue and cancer tissue according to the temperature difference, which has a problem in that the accuracy of breast cancer diagnosis is inferior. In the breast cancer diagnosis method using X-ray, radiation is transmitted through a human body to determine and diagnose a cancer tissue. Therefore, the method of using the radiation is harmful to the human body, in particular, when the radiation is transmitted to the human body there is a problem that the weak radiation continuously remains in the human body. The imaging method using ultrasound has a problem in that the accuracy of breast cancer diagnosis is inferior in clarity due to the determination of cancer tissue using ultrasound.

이러한 유방암을 진단하는 방안들의 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 전자파를 이용한 진단 방안이 제안되었다. 상기 전자파를 이용한 유방암 진단장치는 전자파 역산란 해석을 통한 유방 단층영상 복원을 통하여 유방암을 진단하는 의료기기이다. 이러한 상기 전자파를 이용한 진단 방법에 대해 좀 더 구체적으로 첨부된 도 1을 참조하여 이하에서 설명하겠다.In order to solve the problems of the methods for diagnosing breast cancer, a diagnosis method using electromagnetic waves has been proposed. The apparatus for diagnosing breast cancer using electromagnetic waves is a medical device for diagnosing breast cancer by restoring a breast tomography image by electromagnetic wave scattering analysis. The diagnostic method using the electromagnetic wave will be described below with reference to FIG. 1.

도 1은 일반적인 전자파를 이용한 유방암 진단 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이러한 도 1에 도시된 전자파를 이용한 유방암 진단 방법은 미국공개특허 제 20040077943 호에 개시되어 있다.1 is a view for explaining a method for diagnosing breast cancer using a general electromagnetic wave. A breast cancer diagnosis method using the electromagnetic wave shown in FIG. 1 is disclosed in US Patent Publication No. 20040077943.

도 1에 도시된 전자파를 이용한 유방암 진단 장치는 소정의 액체가 채워진 탱크 내에 16개의 송수신 겸용 안테나(100)를 구비한다. 이러한 16개의 송수신 겸용 안테나들(#1, #2, …, #16)은 원형으로 배열된다. 이러한 구성을 가진 유방암 진단 장치의 동작을 이하에서 살펴본다.The breast cancer diagnosis apparatus using electromagnetic waves illustrated in FIG. 1 includes 16 transmitting / receiving antennas 100 in a tank filled with a predetermined liquid. These 16 transmitting and receiving antennas # 1, # 2, ..., # 16 are arranged in a circle. The operation of the breast cancer diagnosis apparatus having such a configuration will be described below.

원형으로 배열된 16개의 송수신 겸용 안테나들(#1, #2, …, #16) 사이에 피 검자의 유방(150)이 삽입된다. 먼저, 1번 안테나(#1)가 전자파(120)를 송신을 하고, 그 나머지 15개 안테나들(#2, #3, …, #16)은 그 산란된 전자파(120)를 수신한다. 그러면, 15개 안테나들(#2, #3, …, #16)에서 수신된 전자파(120)의 크기와 위상 정보를 획득한다. 다음으로, 2번 안테나(#2)가 전자파(120)를 송신하고, 그 나머지 15개 안테나들(#1, #3, #4, …, #16)은 그 산란된 전자파(120)를 수신한다. 그러면, 15개 안테나들(#1, #3, #4, …, #16)은 수신된 전자파(120)의 크기와 위상 정보를 획득한다. 이와 같은 방법으로 16번 안테나까지 반복한다. 반복된 결과를 전자파 역산란 해석을 통해 유방의 단층영상을 복원하여 유방(150) 내부에 존재하는 종양(155)의 유무를 진단하게 된다. 이러한 상기 전자파를 이용한 유방암 진단 방법은 다수의 송수신 겸용 안테나(100)를 이용함에 따라 다수의 송수신 채널을 구비해야 한다. 또한, 송수신 채널간의 낮은 신호분리도 및 안테나 배열 소자간의 높은 상호 간섭으로 인하여 고품질의 단층영상을 복원하기 어렵다.The breast 150 of the examinee is inserted between the 16 transmitting and receiving antennas # 1, # 2, ..., # 16 arranged in a circle. First, antenna # 1 transmits the electromagnetic wave 120, and the remaining 15 antennas # 2, # 3,..., And # 16 receive the scattered electromagnetic wave 120. Then, the size and phase information of the electromagnetic wave 120 received from the 15 antennas (# 2, # 3, ..., # 16) is obtained. Next, antenna # 2 transmits electromagnetic wave 120, and the remaining 15 antennas # 1, # 3, # 4,..., And # 16 receive the scattered electromagnetic wave 120. do. Then, the 15 antennas # 1, # 3, # 4, ..., # 16 obtain the magnitude and phase information of the received electromagnetic wave 120. Repeat to antenna 16 in this way. The repeated result is to restore the tomography image of the breast through electromagnetic backscattering analysis to diagnose the presence or absence of the tumor 155 inside the breast 150. The breast cancer diagnosis method using the electromagnetic wave should have a plurality of transmission and reception channels as the multiple transmission / reception antennas 100 are used. In addition, it is difficult to restore high quality tomographic images due to low signal separation between transmission and reception channels and high mutual interference between antenna array elements.

따라서, 본 발명에서는 송수신 채널간의 신호 분리도를 높일 수 있는 유방암 진단 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides an apparatus and method for diagnosing breast cancer that can increase signal separation between transmission and reception channels.

또한, 본 발명에서는 안테나 배열 소자간의 상호 간섭을 줄일 수 있는 유방암 진단 장치 및 방법을 제공한다.The present invention also provides an apparatus and method for diagnosing breast cancer which can reduce mutual interference between antenna array elements.

본 발명에 따른 장치는, 유방을 삽입할 수 있는 탱크를 구비한 유방암 진단 장치로서, 상기 탱크 내부에 위치하고, 상기 탱크 내로 삽입된 유방 주변을 따라 이동가능하고, 전자파의 방사가 가능한 송신 안테나와, 상기 탱크 내부에 위치하고, 상기 탱크 내로 삽입된 유방 주변을 따라 이동가능하고, 상기 전자파의 수신이 가능한 수신 안테나와, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나를 상기 탱크 내로 삽입된 유방 주변을 따라 각각 이동시키기 위한 구동부와, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나를 각각 이동시키기 위한 제어 신호를 상기 구동부로 제공하고, 상기 수신 안테나에서 수신된 전자파의 진폭 및 위상 정보를 처리하는 처리부를 포함하되, 상기 처리부는, 상기 구동부를 제어하여 상기 송신 안테나를 제1 지점에 위치시킨 상태에서 상기 수신 안테나를 순차적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a breast cancer diagnosis apparatus including a tank into which a breast can be inserted, comprising: a transmitting antenna located inside the tank and movable along a periphery of the breast inserted into the tank and capable of radiating electromagnetic waves; Located inside the tank and movable along a periphery of the breast inserted into the tank and capable of receiving the electromagnetic waves, and for moving the transmit antenna and the receive antenna along the periphery of the breast inserted into the tank, respectively. A driving unit and a processing unit for providing a control signal for moving the transmitting antenna and the receiving antenna to the driving unit, and processing amplitude and phase information of electromagnetic waves received from the receiving antenna, wherein the processing unit comprises: To control the reception in a state where the transmitting antenna is positioned at a first point Characterized in that to move the antenna sequentially.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 유방암 진단 방법에 있어서, (a) 유방을 탱크 내에 위치시킨 상태에서 상기 탱크 내에 위치된 상기 유방 주변을 따라 미리 결정된 소정의 지점들 중 어느 하나의 지점에 송신 안테나를 위치시키는 단계; (b) 상기 송신 안테나가 위치한 지점을 제외한 모든 지점들 각각에 순차적으로 수신 안테나를 이동시키면서 상기 수신 안테나의 각 이동 위치마다 상기 송신 안테나가 전자파를 방사하고, 상기 수신 안테나에 의해 상기 전자파를 수신하는 단계; (c) 상기 (b) 단계 완료 후, 상기 송신 안테나를 다른 지점으로 이동시킨 후 상기 (b) 단계를 반복하는 단계; 및 (d) 모든 지점에 대한 상기 송신 안테나의 이동 및 전자파 방사가 완료된 후, 상기 수신 안테나에 의해 수신된 전자파의 진폭 및 위상 정보를 이용하여 유방에 대한 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함한다.Further, the method according to the present invention is a method for diagnosing breast cancer, the method comprising: (a) a transmitting antenna at any one of predetermined points along the periphery of the breast located in the tank with the breast positioned in the tank; Positioning a; (b) The transmitting antenna radiates electromagnetic waves at each moving position of the receiving antenna while sequentially moving the receiving antenna to each of the points except for the position where the transmitting antenna is located, and receives the electromagnetic wave by the receiving antenna. step; (c) after completing step (b), repeating step (b) after moving the transmit antenna to another point; And (d) generating the three-dimensional image of the breast by using the amplitude and phase information of the electromagnetic waves received by the receiving antenna after the movement of the transmitting antenna and the electromagnetic radiation for all the points are completed.

본 발명에 따른 장치와 방법을 사용하면, 다수의 송수신 겸용 안테나를 이용함에 따른 송수신 채널 구성의 어려움을 해결할 수 있는 이점이 있다. 또한, 송수 신 채널간의 신호 분리도를 높일 수 있는 이점이 있다. 또한, 안테나 배열 소자간의 상호 간섭을 줄일 수 있는 이점이 있다.Using the apparatus and method according to the present invention, there is an advantage that can solve the difficulty of the transmission and reception channel configuration by using a plurality of transmitting and receiving antennas. In addition, there is an advantage that can increase the signal separation between the transmission and reception channels. In addition, there is an advantage that can reduce the mutual interference between the antenna array elements.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 당업자에게 자명한 부분에 대하여는 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략하기로 한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a part obvious to those skilled in the art will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention. In addition, it is to be noted that each of the terms described below are only used to help the understanding of the present invention, and may be used in different terms despite the same purpose in each manufacturing company or research group.

본 발명의 설명에서 제안하는 진단 방안은 유방암을 중심으로 설명되지만, 다른 종양들의 진단 방안에도 본 발명의 변형을 통해 적용될 수도 있다.The diagnostic method proposed in the description of the present invention is described based on breast cancer, but may be applied to other tumor diagnosis methods through modification of the present invention.

이하에서 설명될 본 발명의 일 실시 예에서, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In an embodiment of the present invention to be described below, a breast cancer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치를 측면에서 바라본 경우의 투시 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치를 상부에서 바라본 경우의 투시 단면도이다.Figure 2 is a perspective cross-sectional view of the breast cancer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from the side. Figure 3 is a perspective cross-sectional view of the breast cancer diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from the top.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치는, 유방(250)을 삽입할 수 있는 탱크(200)를 구비한다. 탱크(200)의 내부에는 본 발명을 위한 특정 장치들이 마련된다. 그리고 탱크(200)는 유방의 유전율과 유사한 특정 액체로 채워져 있거나, 특정 액체를 주입하지 않은 자유 공간으로 구성될 수 있다. 또한 탱크(200)는 암 진단의 대상물인 유방(250)이 충분히 삽입되어 위치할 수 있는 크기를 가지며, 형태는 원형이 바람직하다. 그러나 탱크(200)의 형태가 반드시 원형일 필요는 없으며, 사각형 또는 다각형 형태를 취할 수도 있음에 유의해야 한다.2 and 3, a breast cancer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a tank 200 into which a breast 250 can be inserted. Inside the tank 200 there are provided specific devices for the invention. The tank 200 may be filled with a specific liquid similar to the dielectric constant of the breast, or may be configured as a free space in which no specific liquid is injected. In addition, the tank 200 has a size where the breast 250, which is the object of cancer diagnosis, is sufficiently inserted and positioned, and preferably has a circular shape. However, it should be noted that the shape of the tank 200 does not necessarily need to be circular, and may take the form of a square or a polygon.

탱크(200)의 내부에는 전자파(220)를 방사하는 송신 안테나(210)와, 송신 안테나(210)에서 방사된 전자파(200)를 수신하는 수신 안테나(230)를 구비한다.The inside of the tank 200 is provided with a transmitting antenna 210 for radiating the electromagnetic wave 220, and a receiving antenna 230 for receiving the electromagnetic wave 200 emitted from the transmitting antenna 210.

송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)는 탱크(200)내로 삽입될 유방(250) 주변에 위치시키는 것이 바람직하다. 이를 위해 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)는 탱크(200) 내로 삽입될 유방(250) 주변에 형성된 소정의 지점들(#1, #2, …, #16)을 잇는 궤적(240) 위에 위치되는 것이 바람직하다. 여기서 소정의 지점들(#1, #2, …, #16)의 수는 사용자의 선택에 따라 정해질 수 있으며, 많은 수의 지점들이 있을수록 고품질의 단층영상을 복원할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 16개의 지점들을 갖는 경우를 예정하여 설명하기로 한다. 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)가 위치할 수 있는 지점들의 수가 16개로 제한되는 것은 아님에 유의해야 한다.The transmit antenna 210 and the receive antenna 230 are preferably located around the breast 250 to be inserted into the tank 200. To this end, the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 are trajectories 240 connecting predetermined points # 1, # 2, ..., # 16 formed around the breast 250 to be inserted into the tank 200. It is preferably located above. Here, the number of predetermined points # 1, # 2, ..., # 16 may be determined according to a user's selection, and as the number of points increases, a high quality tomographic image may be restored. Hereinafter, a case of having 16 points will be described for the convenience of description. Note that the number of points where the transmit antenna 210 and the receive antenna 230 can be located is not limited to 16.

16개의 지점들(#1, #2, …, #16)을 잇는 궤적(240)을 따라 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)는 이동이 가능하다. 이러한 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)의 이동은 구동부(260)에 의해 가능하다. 또한, 구동부(260)는 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)를 탱크(200)의 상부까지 단계별로 신장시킬 수 있다.The transmit antenna 210 and the receive antenna 230 may move along the trajectory 240 connecting 16 points # 1, # 2,..., And # 16. The movement of the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 is possible by the driver 260. In addition, the driver 260 may extend the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 to the upper portion of the tank 200 in stages.

또한, 도 2 및 도 3에는 도시하지 않은 처리부를 포함한다. 처리부는 구동 부(260)를 제어하여 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)를 어느 하나의 지점에서 다른 지점으로 이동시킬 수 있다. 또한, 처리부는 구동부(260)를 제어하여 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)의 신장될 위치를 조정할 수 있다. 또한, 송신 안테나(210)에서 방사된 전자파(220)를 수신 안테나(230)를 통해 수신하여 수신된 신호로부터 전자파(220)의 진폭 및 위상 정보를 획득한다. 그리고 획득된 정보들을 바탕으로 역산란 해석을 통하여 유방(250)의 단층영상을 복원함으로서 유방암(255)의 존재 여부를 진단할 수 있다. 그러면 이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치의 동작을 구체적으로 살펴보겠다.2 and 3 include a processing unit (not shown). The processor may control the driver 260 to move the transmit antenna 210 and the receive antenna 230 from one point to another. In addition, the processor may control the driver 260 to adjust a position in which the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 extend. In addition, the electromagnetic wave 220 emitted from the transmitting antenna 210 is received through the receiving antenna 230 to obtain amplitude and phase information of the electromagnetic wave 220 from the received signal. The presence of breast cancer 255 may be diagnosed by reconstructing a tomography image of the breast 250 based on the acquired information based on backscatter analysis. Then, the operation of the apparatus for diagnosing breast cancer according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2 및 도 3에서는 측정 대상물인 유방(250)이 탱크(200) 내부에 삽입되어 있는 경우를 도시하고 있으며, 유방(250) 내에 암 조직(255)을 포함하고 있는 경우를 예로써 도시한 것이다. 그러면 상기 도 2 및 도 3을 참조하여 암 조직(255)을 가진 유방(250)이 본 발명에 따른 유방암 진단 장치에 삽입되어 있는 경우에서의 암 조직(255)을 검사하는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.2 and 3 illustrate a case in which the breast 250, which is a measurement target, is inserted into the tank 200, and illustrates a case where the cancer tissue 255 is included in the breast 250. . 2 and 3, a process of examining the cancer tissue 255 when the breast 250 having the cancer tissue 255 is inserted into the breast cancer diagnosis apparatus according to the present invention will be described. do.

탱크(200)에 암 조직(255)을 가진 유방(250)이 삽입되면, 처리부는 구동부(260)를 제어하여 송신 안테나(210)를 제 1 지점(#1)에 위치시키고, 수신 안테나(230)를 제 2 지점(#2)에 위치시킨다. 그리고 유방(250)의 공간적인 형태를 고려하여 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)를 최대 길이로 신장시킨다. 상기와 같이 제 1 지점(#1)과 제 2 지점(#2)에 각각 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)가 위치한 상태에서 송신 안테나(210)에서 미리 설정된 주파수를 가지는 전자파(220)를 소정의 세기로 방사한다. 이때, 방사되는 전자파(220)의 세기는 송신 안테 나(210)와 수신 안테나(230)간 거리 및 유방(250)의 공간적인 상태 등을 고려하여 결정할 수 있다. 그러면 처리부는 송신 안테나(210)로부터 출력된 신호의 세기 정보, 주파수 및 위상 정보를 알고 있는 상태에서, 수신 안테나(230)를 통해 수신된 전자파의 진폭 및 위상 정보를 획득한다.When the breast 250 having the cancer tissue 255 is inserted into the tank 200, the processor controls the driving unit 260 to position the transmitting antenna 210 at the first point # 1, and the receiving antenna 230. ) Is positioned at the second point # 2. In consideration of the spatial shape of the breast 250, the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 are extended to the maximum length. As described above, in the state where the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 are located at the first point # 1 and the second point # 2, respectively, the electromagnetic wave 220 having a preset frequency at the transmitting antenna 210. Emit at a predetermined intensity. In this case, the intensity of the radiated electromagnetic wave 220 may be determined in consideration of the distance between the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 and the spatial state of the breast 250. Then, the processor acquires the amplitude and phase information of the electromagnetic wave received through the receiving antenna 230 in a state in which the strength information, the frequency and the phase information of the signal output from the transmitting antenna 210 are known.

다음으로, 수신 안테나(230)를 제 3 지점, 제 4 지점, 제 5 지점(#5), …, 제 8 지점(#8), …, 제 16 지점(#16), 즉 송신 안테나(210)가 위치한 제 1 지점(#1)을 제외한 모든 지점들 각각에 순차적으로 이동시킨다. 이렇게 수신 안테나(230)가 순차적으로 이동하여 각 지점에 위치할 때마다 송신 안테나(210)는 전자파를 방사하고, 처리부는 수신 안테나(230)를 통해 수신된 전자파의 진폭 및 위상 정보를 획득한다.Next, the reception antenna 230 is connected to a third point, a fourth point, a fifth point # 5,... , Eighth point # 8,... In this case, all of the points except for the sixteenth point # 16, that is, the first point # 1 where the transmit antenna 210 is located, are sequentially moved. When the receiving antenna 230 sequentially moves and is located at each point, the transmitting antenna 210 emits electromagnetic waves, and the processor acquires amplitude and phase information of the electromagnetic waves received through the receiving antenna 230.

다음으로, 송신 안테나(210)를 제 2 지점(#2)에 위치시키고, 수신 안테나(230)를 제 2 지점(#2)을 제외한 모든 지점에 순차적으로 각각 위치시킨다. 그리고 각 지점에서의 수신 안테나(230)를 통해 수신된 전자파의 진폭 및 위상 정보를 처리부에서 획득한다. 이러한 과정이 끝나면, 마찬가지로 송신 안테나(230)를 제 3 지점, 제 4 지점, 제 5 지점(#5), …, 제 8 지점(#8), …, 제 16 지점(#16)에 각각 위치시켜 위와 같은 방법으로 수신 안테나(230)를 각 지점에 위치시킨 후, 각 지점에서의 수신 안테나(230)를 통해 수신된 전자파의 진폭과 위상 정보를 처리부에서 획득한다. 이렇게 획득된 정보들을 바탕으로 처리부에서는 역산란 해석을 통하여 유방(250)의 단층영상을 복원한다. 복원된 단층영상을 바탕으로, 유방(250) 내에 암 조직(255)의 존재 여부와 공간적인 위치를 검출할 수 있다.Next, the transmitting antenna 210 is positioned at the second point # 2, and the receiving antenna 230 is sequentially positioned at all points except for the second point # 2. The processor acquires amplitude and phase information of the electromagnetic wave received through the receiving antenna 230 at each point. At the end of this process, the transmit antenna 230 is similarly connected to the third point, fourth point, fifth point # 5,... , Eighth point # 8,... And the receiving antennas 230 are positioned at the respective points at the sixteenth point # 16 in the same manner as described above, and the amplitude and phase information of the electromagnetic waves received through the receiving antennas 230 at the respective points are processed. Obtained from Based on the obtained information, the processor restores the tomography image of the breast 250 through inverse scattering analysis. Based on the reconstructed tomography image, the presence and the spatial location of the cancer tissue 255 in the breast 250 may be detected.

또한, 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)의 높이를 단계적으로 줄이면서, 해당 위치에서 단층영상을 처리부에서 복원할 수 있다. 그러면 유방 전체에 대한 단층영상들을 기초로 유방의 3차원 마이크로웨이브 이미징 영상을 획득할 수 있다.In addition, while reducing the height of the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 step by step, the tomography image at the corresponding position can be restored by the processor. Then, the 3D microwave imaging image of the breast may be obtained based on the tomography images of the entire breast.

그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유방암 진단 장치의 동작 과정을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유방암 진단 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.Next, an operation process of the breast cancer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4. 4 is a flowchart illustrating an operation process of an apparatus for diagnosing breast cancer according to an embodiment of the present invention.

탱크(200)에 암 조직(255)을 가진 유방(250)이 삽입되면, 처리부에서는 구동수부(260)를 제어하여 삽입된 유방(250) 주변에 미리 결정된 소정의 지점들(#1, #2, …, #16) 중에서 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)가 위치할 지점을 결정한다(420). 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)가 위치할 지점의 결정은 도 3에 도시된 바와 같이, 송신 안테나(210)를 16개의 지점들(#1, #2, …, #16) 중 어느 한 곳에 위치시키고, 수신 안테나(230)를 송신 안테나(210)가 위치한 지점을 제외한 지점들 중에서 어느 한 곳에 위치시킨다. 그러면, 송신 안테나(210)는 전자파(220)를 방사하고(430), 수신 안테나(230)를 통해 수신되는 전자파(220)의 진폭 및 위상 정보를 처리부에서 계산한다(440). 다음으로, 송신 안테나(210)가 위치한 지점을 제외한 모든 지점들 각각에 수신 안테나(230)를 위치시켜 수신 안테나(230)를 통해 전자파를 수신하였는지를 판단한다(450). 판단 결과, 송신 안테나(210)가 위치한 지점을 제외한 모든 지점에서 전자파를 수신하지 못하였으면, 수신 안테나(230)를 송신 안테나(210)가 위치한 지점과 수신 안테나(230)가 위치하였던 지점을 제외한 지점들 중에서 어느 하나의 지점에 위치시킨다. 그러면, 송신 안테 나(210)에서 전자파를 방사하고, 처리부에서는 수신 안테나(230)를 통해 수신되는 전자파의 진폭과 위상 정보를 계산한다. 위와 같은 과정을 반복하여 수신 안테나(230)가 송신 안테나(210)가 위치한 지점을 제외한 모든 지점에서 전자파의 진폭 및 위상 정보를 획득하도록 한다. 이러한 과정을 모두 수행하였으면, 이번에는 송신 안테나(210)를 현재 위치한 지점을 제외한 15개의 지점 중 어느 하나의 지점으로 위치시킨다. 그런 후, 수신 안테나(230)를 앞서 설명한 바와 같은 과정을 거쳐 송신 안테나(210)가 위치한 지점을 제외한 모든 지점에 각각 위치시켜 전자파를 수신하도록 한다. 이렇게 획득된 정보를 바탕으로 처리부에서는 역산란 과정을 통해 유방(250)의 단층촬영 결과를 생성하고, 이렇게 생성된 결과를 통해 유방(250) 내에 존재하는 암 조직(250)을 진단한다(460).When the breast 250 having the cancer tissue 255 is inserted into the tank 200, the processor controls the driving water unit 260 and predetermined predetermined points # 1 and # 2 around the inserted breast 250. The position at which the transmit antenna 210 and the receive antenna 230 are located is determined from among ..., ..., # 16 (420). Determination of the point where the transmit antenna 210 and the receive antenna 230 will be located, as shown in FIG. 3, the transmit antenna 210 is any of the 16 points (# 1, # 2, ..., # 16) It is located in one place, and the receiving antenna 230 is located in any one of the points except the point where the transmitting antenna 210 is located. Then, the transmitting antenna 210 radiates the electromagnetic wave 220 (430), and calculates the amplitude and phase information of the electromagnetic wave 220 received through the receiving antenna 230 in the processing unit (440). Next, the receiving antenna 230 is positioned at each of all points except for the position where the transmitting antenna 210 is located, and it is determined whether the electromagnetic wave is received through the receiving antenna 230 (450). As a result of the determination, if the electromagnetic wave cannot be received at all points except for the point where the transmitting antenna 210 is located, the receiving antenna 230 is a point except for the point where the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 are located. It is located at any one of the points. Then, the transmitting antenna 210 emits electromagnetic waves, and the processor calculates amplitude and phase information of the electromagnetic waves received through the receiving antenna 230. By repeating the above process, the receiving antenna 230 acquires the amplitude and phase information of the electromagnetic wave at all points except for the point where the transmitting antenna 210 is located. If all of these processes have been performed, this time the transmit antenna 210 is located at any one of the 15 points except for the current location. Thereafter, the reception antenna 230 is positioned at all points except for the location where the transmission antenna 210 is disposed through the process described above to receive the electromagnetic waves. Based on the obtained information, the processor generates a tomography result of the breast 250 through a reverse scattering process, and diagnoses the cancer tissue 250 present in the breast 250 based on the generated result (460). .

한편, 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)의 높이도 고려해야 한다. 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)의 높이는 처리부에서 구동부(260)를 제어함으로써 가능하다. 이러한 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)의 높이는 사용자에 선택에 의하여 어느 특정 위치로 결정될 수 있다. 하지만, 탱크(200) 내로 삽입된 유방(250)의 전체적인 유방암 진단 결과를 얻기 위해, 탱크(200)에서 가장 높은 부분까지 송신 안테나(210)와 수신 안테나(230)를 신장시킨 상태에서 상술한 과정을 통해 특정 높이에서의 단층촬영 결과를 얻고, 단계적으로 탱크(200)의 지면방향으로 낮추어 각각의 높이에서의 유방(250)의 단층촬영 결과를 얻는 것이 바람직하다. 이러한 과정을 거치면, 각 높이에서의 단층촬영 결과들을 바탕으로 유방(250)의 3차원 영상결과를 얻을 수 있다.On the other hand, the height of the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 should also be considered. The height of the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 is possible by controlling the drive unit 260 in the processing unit. The height of the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 may be determined at any particular position by the user's selection. However, in order to obtain the overall breast cancer diagnosis result of the breast 250 inserted into the tank 200, the above-described process in the state where the transmitting antenna 210 and the receiving antenna 230 are extended to the highest portion of the tank 200. Through tomography results at a specific height is obtained, it is preferable to obtain the tomography results of the breast 250 at each height by lowering in the ground direction of the tank 200 step by step. Through this process, 3D imaging results of the breast 250 can be obtained based on the tomography results at each height.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. The disclosed embodiments should, therefore, be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 일반적인 전자파를 이용한 유방암 진단 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a method for diagnosing breast cancer using a general electromagnetic wave.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치를 측면에서 바라본 경우의 투시 단면도이다.Figure 2 is a perspective cross-sectional view of the breast cancer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from the side.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유방암 진단 장치를 상부에서 바라본 경우의 투시 단면도이다.Figure 3 is a perspective cross-sectional view of the breast cancer diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from the top.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유방암 진단 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation process of an apparatus for diagnosing breast cancer according to an embodiment of the present invention.

Claims

In the breast cancer diagnosis apparatus provided with the tank which can insert a breast,

A transmitting antenna located inside the tank and movable along a breast inserted into the tank and capable of radiating electromagnetic waves;

A receiving antenna located inside the tank and movable around a breast inserted into the tank and capable of receiving the electromagnetic waves;

A driving unit for respectively moving the transmitting antenna and the receiving antenna along the periphery of the breast inserted into the tank;

And a processor configured to provide a control signal for moving the transmitting antenna and the receiving antenna to the driver, and to process amplitude and phase information of electromagnetic waves received from the receiving antenna.

And the processor controls the driving unit to sequentially move the receiving antenna in a state where the transmitting antenna is positioned at a first point.

The method of claim 1, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna,

An apparatus for diagnosing breast cancer, which can be extended or reduced in steps by a predetermined length.

The method of claim 1, wherein the processing unit,

And restoring microwave imaging of the breast using amplitude and phase information of electromagnetic waves received from the receiving antenna.

In the breast cancer diagnosis method,

(a) positioning the transmit antenna at any one of predetermined points along the periphery of the breast located in the tank with the breast positioned in the tank;

(b) The transmitting antenna radiates electromagnetic waves at each moving position of the receiving antenna while sequentially moving the receiving antenna to each of the points except for the position where the transmitting antenna is located, and receives the electromagnetic wave by the receiving antenna. step;

(c) after completing step (b), repeating step (b) after moving the transmit antenna to another point; And

(d) generating the three-dimensional image of the breast by using the amplitude and phase information of the electromagnetic waves received by the receiving antenna after the movement of the transmitting antenna and the radiation of the electromagnetic waves are completed for all points;

Breast cancer diagnostic method comprising a.

The method of claim 4, wherein

After the movement of the transmitting antenna and the electromagnetic radiation for all the points in the step (d) is completed, repeating the (b) or less while moving the transmitting antenna and the receiving antenna up and down further comprising the step .